一种串联承载式快速反射镜结构制造技术

本发明专利技术提出一种串联承载式快速反射镜结构，本发明专利技术采用柔性支承作为与反射镜镜框直接接触的结构，用于约束快速反射镜的自由度；滚珠位于柔性支承中心固定柱底端的尾孔中，通过球面座与压缩弹簧一起组成刚性支承调整柔性支承结构与反射镜镜框之间的间隙，减小快速反射镜在运动过程与镜框之间的间隙，实现对反射镜偏转位置的粗调整；位敏传感器通过接收反射镜位置的信号并将其反馈给控制系统，音圈电机接收来自控制系统的指令信号，实现对反射镜位置的精调整；反射镜镜框由与位敏传感器交错排布的四个音圈电机直接推动，使得整个结构更为紧凑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学机械结构设计
，具体涉及一种快速反射镜结构，特别是支承结构采用了柔性元件与刚性元件串联承载的快速反射镜。
技术介绍
快速反射镜是一种可以精确控制光束偏转的装置，由于其具有响应速度快、工作带宽高、指向精度高等优点，因此被广泛应用在天文望远镜、自适应光学、自由空间光通信等领域，成为国内外研究的热点。快速反射镜的承载形式主要包括刚性承载和柔性承载两种。与刚性承载式快速反射镜相比，柔性承载式快速反射镜利用柔性单元自身的变形来约束快速反射镜的自由度，具有无摩擦、结构紧凑等特点。但由于快速反射镜的柔性承载结构与反射镜镜座不能一直完全接触，造成柔性承载结构与反射镜镜座之间会存在间隙，特别是当反射镜镜座运动时，这种间隙不可避免。这种间隙的存在会影响快速反射镜的指向精度。
技术实现思路
为了减小现有的柔性承载式快速反射镜结构中柔性结构与反射镜镜座间的间隙，进一步提高柔性承载式快速反射镜的精度，本专利技术提供了一种串联承载结构，作为音圈电机驱动的快速反射镜的支承结构。本专利技术为解决技术问题所采用的技术方案如下：一种串联承载式快速反射镜结构，包括反射镜、反射镜镜框、位于反射镜框上的凸耳、4个音圈电机、柔性薄板、中心固定柱、柔性外环、滚珠、球面座、压缩弹簧、弹簧座、垫片、4个位敏传感器、安装基座和尾孔，反射镜通过胶结的方式与反射镜镜框连接；反射镜镜框通过凸耳在外圆周上沿X-Y轴与四个结构相同的音圈电机相连接；中心固定柱置于整个结构的中心轴线上；四个尺寸相同的柔性薄板沿中心固定柱对称分布X-Y轴上，并与柔性外环固连；所述的中心固定柱下端置有尾孔，并通过滚珠与刚性支承结构的球面座相互传递力和运动；球面座外端置有压缩弹簧，压缩弹簧置于弹簧座内，整个柔性结构通过安装孔与基座相
连；连接刚性支承结构与柔性支撑结构的滚珠与中心固定柱上的尾孔实现过盈装配，这些部件共同完成对间隙的调整；4个位敏传感器包括第一位敏传感器、第二位敏传感器、第三位敏传感器和第四位敏传感器，四个位敏传感器通过安装基座上的凸台与安装基座相连；每个音圈电机均包括线圈和磁座，磁座固定在安装基座的连接孔上，并且绕反射镜对称中心呈90度在X-Y轴上分布。本专利技术的有益效果是：本专利技术的串联承载式快速反射镜，采用柔性支承作为与反射镜镜框直接接触的结构，用于约束快速反射镜的自由度；滚珠位于柔性支承中心固定柱底端的尾孔中，通过球面座与压缩弹簧一起组成刚性支承调整柔性支承结构与反射镜镜框之间的间隙，减小快速反射镜在运动过程与镜框之间的间隙，实现对反射镜偏转位置的粗调整；位敏传感器通过接收反射镜位置的信号并将其反馈给控制系统，控制系统对音圈电机发出信号，实现对反射镜位置的精调整；四个音圈电机直接推动反射镜镜框，减小了快速反射镜系统的尺寸，使整体结构更为紧凑。附图说明图1为本专利技术的刚柔承式快速反射镜的整体结构示意图；图2为本专利技术串联支承的结构图；图3为图2的剖视图；图4为本专利技术的音圈电机结构示意图；图5为本专利技术的反射镜组件的结构示意图。图中：1为反射镜，2为反射镜镜框，3为凸耳，4为音圈电机，5为柔性薄板，6为中心固定柱，7为柔性外环，8为滚珠，9为球面座，10为压缩弹簧，11为弹簧座，12为垫片，13为位敏传感器，14为安装基座，20为尾孔。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。如图1～3所示，本专利技术的串联承载式快速反射镜主要包括：反射镜1、反射镜镜框2、凸耳3、第一音圈电机4a、第二音圈电机4b、第三音圈电机4c、第四音圈电机4d、柔性薄板5、中心固定柱6、柔性外环7、滚珠8、球面座9，压缩弹簧10、弹簧座11、垫片12、
第一位敏传感器13a、第二位敏传感器13b、第三位敏传感器13c、第四位敏传感器13d、安装基座14。其中，柔性支承部分包括柔性薄板5、中心固定柱6、柔性外环7、尾孔(20)，柔性薄板可以；刚性支承部分包括球面座9、压缩弹簧10、弹簧座11、调整垫片12；柔性支承结构与刚性支承结构通过滚珠8连接，并共同为反射镜镜框2提供支承，整个刚柔支承通过安装孔与安装底座14固连。反射镜组件如图5所示，反射镜1通过胶结的方式连接在反射镜镜框2上，反射镜镜框2的凸耳3与音圈电机4通过凸台连接。如图4所示，音圈电机4由磁座41和线圈42两部分组成，4个音圈电机以快速反射镜中心对称轴为中心成“十”字均匀的固定在快速反射镜安装底座14上，X、Y轴各两个。本专利技术的串联承载式快速反射镜的工作过程如下：音圈电机4在接收到来自控制系统的信号后产生线位移，并且通过线圈42上的凸台带动反射镜镜框凸耳3产生相应的线位移，进而带动反射镜1产生绕X轴或Y轴的转角运动，柔性支承结构起到约束快速反射镜自由度和提供支承的作用，随着反射镜镜框2的运动，柔性支承结构与反射镜镜框2之间会产生间隙，此时位于柔性支承中心固定柱6尾孔20中的滚珠8与刚性支承结构中的球面座9也会产生间隙，滚珠8对球面座9的力减小，造成压缩弹簧10的预紧力大于滚珠8对球面座9的力，压缩弹簧10进而会挤压球面座9向滚珠8运动，造成滚珠8压缩中心固定柱6向反射镜镜框2运动，减小柔性支承结构与反射镜镜框2之间的间隙，实现对反射镜1位置的粗调整。同时，位敏传感器13也对各个测量点的位移进行实时检测，并将数据反馈给控制系统，进而对音圈电机4的输入信号进行校正，实现对反射镜位置的二次调整。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串联承载式快速反射镜结构，其特征在于，包括：反射镜(1)、反射镜镜框(2)、位于镜框上的凸耳(3)、4个音圈电机(4)、柔性薄板(5)、中心固定柱(6)、柔性外环(7)、滚珠(8)、球面座(9)、压缩弹簧(10)、弹簧座(11)、垫片(12)、4个位敏传感器(13)、安装基座(14)和尾孔(20)，反射镜(1)通过胶结的方式与反射镜镜框(2)连接；反射镜镜框通过凸耳在外圆周上沿X‑Y轴与四个结构相同的音圈电机(4)相连接；中心固定柱(6)置于整个结构的中心轴线上；四个尺寸相同的柔性薄板(5)沿中心固定柱(6)对称分布X‑Y轴上，并与柔性外环(7)固连；所述的中心固定柱下端置有尾孔(20)，并通过滚珠(8)与刚性支承结构的球面座(9)相互传递力和运动；球面座(9)外端置有压缩弹簧(10)，压缩弹簧(10)置于弹簧座(11)内，整个柔性结构通过安装孔与基座(14)相连；连接刚性支承结构与柔性支撑结构的滚珠(8)与中心固定柱(6)上的尾孔(20)实现过盈装配，这些部件共同完成对间隙的调整；4个位敏传感器包括第一位敏传感器(13a)、第二位敏传感器(13b)、第三位敏传感器(13c)和第四位敏传感器(13d)，四个位敏传感器(13)通过安装基座(14)上的凸台与安装基座(14)相连；每个音圈电机(4)均包括线圈(41)和磁座(42)，磁座(42)固定在安装基座(14)的连接孔上，并且绕反射镜对称中心呈90度在X‑Y轴上分布。...

【技术特征摘要】
1.一种串联承载式快速反射镜结构，其特征在于，包括：反射镜(1)、反射镜镜框(2)、位于镜框上的凸耳(3)、4个音圈电机(4)、柔性薄板(5)、中心固定柱(6)、柔性外环(7)、滚珠(8)、球面座(9)、压缩弹簧(10)、弹簧座(11)、垫片(12)、4个位敏传感器(13)、安装基座(14)和尾孔(20)，反射镜(1)通过胶结的方式与反射镜镜框(2)连接；反射镜镜框通过凸耳在外圆周上沿X-Y轴与四个结构相同的音圈电机(4)相连接；中心固定柱(6)置于整个结构的中心轴线上；四个尺寸相同的柔性薄板(5)沿中心固定柱(6)对称分布X-Y轴上，并与柔性外环(7)固连；所述的中心固定柱下端置有尾孔(20)，并通过滚珠(8)与...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾志伟，谭毅，吴琼雁，任戈，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51